CN105891734B - 一种超低功耗电源检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低功耗电源检测电路，该电路包括电容C1、电阻R1、M1/M2/M3、及M4；其中，电容C1一端连接电源电压VDD，另一端连接地；电阻R1的一端连接VDD，另一端连接M1的漏极；M1的栅极连接VDD，源极连接M2的漏极，漏极连接电阻R1；M2的栅极连接自身的漏极，源极连接地，漏极连接到M1的源极。此电路解决了电路复杂、面积大、功耗大、断电后不能长时间保存数据等问题。

Description

一种超低功耗电源检测电路

技术领域

本发明属于电源检测的技术领域，特别涉及一种低功耗的电源检测电路。

背景技术

在半导体集成电路中，内置电源检测电路，用于检测电源电压的情况，如果电源电压过低小于检测值则输出相应信号，电子系统则根据此信号复位或者关闭系统；如果电源电压到达检测值则输出相应信号，电子系统则根据此信号开启。

如专利申请201520696767.2公开的一种印刷机电源检测电路，该印刷机电源检测电路，包括电源报警模块、检测电路，所述电源报警模块包括电源输入端J1、电铃U2、三极管Q1、三极管Q2，所述检测电路包括电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、场效应管Q3、场效应管Q4、继电器K1、与门U1。其对于具体的电路实现方式，是通过电容、电阻和场效应管来实现的，存在着电路复杂，占用面积大，功耗大的缺陷。

再如图1所示，是现有的电源检测电路，由电容、分压电阻、基准电压产生电路、比较器组成，分压电阻对电源电压VDD进行分压，然后通过比较器COM与基准电压VREF比较，如果VDD减小到一定阈值，比较器输出VOUT为低电平；如果VDD在正常范围，比较器输出VOUT为高电平。此电路复杂，占用面积大，功耗大。

同时，在特定应用场合中，在VDD断电后，要求利用电容在较长时间内保持一定电压值，便于系统的数据寄存器保存数据。图1所示电路中，由于功耗较大，VDD断电后，很快将电容上的电荷放掉，直到VDD电压为零，这样导致系统的数据寄存器丢失数据。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种超低功耗电源检测电路，该电路解决了电路复杂、面积大、功耗大、断电后不能长时间保存数据等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种超低功耗电源检测电路，其特征在于该电路包括电容C1、电阻R1、M1/M2/M3、及M4；其中，电容C1一端连接电源电压VDD，另一端连接地；电阻R1的一端连接VDD，另一端连接M1的漏极；M1的栅极连接VDD，源极连接M2的漏极，漏极连接电阻R1；M2的栅极连接自身的漏极，源极连接地，漏极连接到M1的源极；M3的栅极连接VA，源极连接地，漏极连接到M4的漏极；M4的栅极连接VA，源极连接VDD，漏极连接到M3的漏极。此电路解决了电路复杂、面积大、功耗大、断电后不能长时间保存数据等问题。

所述VA为R1和M1的漏极连接节点，M2的漏极和M1的源极连接点为VB，M3和M4的漏极连接点为输出信号VOUT。

所述M1/M2/M3为NMOS管，所述M4为PMOS管。

作用原理为：

电源电压VDD开始从0上升，NMOS管M1、M2、M3的栅源电压未达到开启阈值均处于截止状态，PMOS管M4的栅源电压也未达到开启阈值处于截止状态，这时VA跟随VDD上升，而VB、VOUT均为低电平。

当电源电压VDD上升到大于M1的开启阈值，M1开始导通，M2未导通，M3也开始导通，而M4处于截止，这时VA继续跟随VDD上升，VB等于VDD减去M1的开启阈值，VOUT继续保持低电平。

当电源电压VDD上升到大于M1与M2开启阈值之和，M1导通，M2导通，M3也导通，而M4仍处于截止，这时VA等于VDD减去电阻R1的压降，VB等于VDD减去M1的栅源电压，VOUT继续保持低电平。

当电源电压VDD继续上升，直到PMOS管M4导通且把VOUT上拉到高电平，这时M1、M2、M3也均已导通，VA等于VDD减去电阻R1的压降，VB等于VDD减去M1的栅源电压。此时VDD即达到了电源检测值，由于VOUT输出高电平，其做连接的电子系统解除复位而开启。

电容C1具有电源滤波作用以及存储电荷作用。当电源电压VDD断电后，由于电子系统的功耗，VDD电压下降。当VDD电压下降到电源检测值以下，PMOS管M4截止，而M1、M2、M3仍导通，这时VOUT被M3下拉到低电平，电子系统的其他电路关闭，只有所述的超低功耗电源检测电路仍然产生功耗。VDD电压继续下降到略小M1与M2开启阈值之和，M1、M2、M4均截止，M3仍然导通使得VOUT保持低电平，这时所述超低功耗电源检测电路全部支路无电流，电子系统的其他电路早已关闭。因此，电容C1上的电荷得以长时间保持，VDD电压长时间维持在略小M1与M2开启阈值之和的水平，此电压可以保证电子系统中数据寄存器的数据得以保存。

所以，本发明所提供的超低功耗电源检测电路，构造简单，易于实现；通过电路的简单组合解决了现有电路复杂、面积大、功耗大、断电后不能长时间保存数据等问题。

附图说明

图1是现有技术所实施的电路图。

图2是本发明所实施的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图2所示，为本发明所实施的超低功耗电源检测电路，该电路包括电容C1、电阻R1、NMOS管M1/M2/M3、PMOS管M4。

其中，电容C1一端连接电源电压VDD，另一端连接地。

电阻R1的一端连接VDD，另一端连接M1的漏极。

NMOS管M1的栅极连接VDD，源极连接M2的漏极，漏极连接电阻R1。R1和M1的漏极连接节点，即为VA。

NMOS管M2的栅极连接自身的漏极，源极连接地，漏极连接到M1的源极。M2的漏极和M1的源极连接点，即为VB。

NMOS管M3的栅极连接VA，源极连接地，漏极连接到M4的漏极。

PMOS管M4的栅极连接VA，源极连接VDD，漏极连接到M3的漏极。M3和M4的漏极连接点，即为输出信号VOUT。

该电路工作时，电源电压VDD开始从0上升，此时，NMOS管M1、M2、M3的栅源电压未达到开启阈值均处于截止状态，PMOS管M4的栅源电压也未达到开启阈值处于截止状态，这时VA跟随VDD上升，而VB、VOUT均为低电平。

当电源电压VDD上升到大于M1的开启阈值，M1开始导通，M2未导通，M3也开始导通，而M4处于截止，这时VA继续跟随VDD上升，VB等于VDD减去M1的开启阈值，VOUT继续保持低电平。

当电源电压VDD上升到大于M1与M2开启阈值之和，M1导通，M2导通，M3也导通，而M4仍处于截止，这时VA等于VDD减去电阻R1的压降，VB等于VDD减去M1的栅源电压，VOUT继续保持低电平。

当电源电压VDD继续上升，直到PMOS管M4导通且把VOUT上拉到高电平，这时M1、M2、M3也均已导通，VA等于VDD减去电阻R1的压降，VB等于VDD减去M1的栅源电压。此时VDD即达到了电源检测值，由于VOUT输出高电平，电子系统解除复位而开启。

由于电容C1具有电源滤波作用以及存储电荷作用。当电源电压VDD断电后，由于电子系统的功耗，VDD电压下降。当VDD电压下降到电源检测值以下，PMOS管M4截止，而M1、M2、M3仍导通，这时VOUT被M3下拉到低电平，电子系统的其他电路关闭，只有所述的超低功耗电源检测电路仍然产生功耗。VDD电压继续下降到略小M1与M2开启阈值之和，M1、M2、M4均截止，M3仍然导通使得VOUT保持低电平，这时所述超低功耗电源检测电路全部支路无电流，电子系统的其他电路早已关闭。

因此，电容C1上的电荷得以长时间保持，VDD电压长时间维持在略小M1与M2开启阈值之和的水平，此电压可以保证电子系统中数据寄存器的数据得以保存。

总之，本发明除了能够解决了现有电路复杂、面积大、功耗大、断电后不能长时间保存数据等问题外，其所实施的电路结构简单、易于实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种超低功耗电源检测电路，其特征在于该电路包括电容C1、电阻R1、

NMOS管MI/M2/M3、PMOS管M4；其中，电容C1一端连接电源电压VDD，

另一端连接地；电阻R1的一端连接VDD，另一端连接M1的漏极；M1的栅

极连接VDD，源极连接M2的漏极，漏极连接电阻R1；M2的栅极连接自身

的漏极，源极逹接地，漏极连接到M1的源极；M3的栅极连接VA，源极连接

地，漏极连接到M4的漏极；M4的栅极连接VA，源极连接VDD，漏极连接

到M3的漏极，其中，R1和M1的漏极连接节点为VA，M2的漏极和M1的源

极连接点为VB。

2.如权利要求1所述的超低功耗电源检测电路，其特征在于所述M3和M4的

漏极连接点为输出信号VOUT。